如何确保SQL Server在云端的高可用性

译文
作者：陈峻编译 2020-03-18 09:00:06

云计算

SQL Server 云计算让那些提供关键性服务的SQL Server部署方案获得了高可用性(HA)和灾难恢复(DR)能力。本文介绍云端文件共享如何确保SQL Server及其云端数据具有高可用性。

【51CTO.com快译】不知您是否意识到，云计算让那些提供关键性服务的SQL Server部署方案获得了高可用性(HA)和灾难恢复(DR)能力。据此，Azure、AWS和Google都在全球范围内部署了最先进的分布式数据中心，并以各种SLA的形式，向用户承诺99.95%或更高的虚拟机(VM)可用水平。当然，针对HA或DR的SQL Server配置，往往涉及到建立Windows服务器故障转移群集(Windows Server Failover Cluster，WSFC)。通过此类群集，SQL Server不仅能够保证其本身在不同主机上的高可用性，更重要的是那些与SQL Server交互的不同存储设备上数据也具有极高的可用性。

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在传统的WSFC中，数据通常被存储在存储区域网络(SAN)或SMB3(译者注：Server Message Block是一种能够被用于Web连接，以及客户端与服务器之间进行信息沟通的协议)中，并以共享的方式供WSFC中的所有服务器节点访问。但是，云存储无法以与传统SAN相同的方式实现共享。为了克服这种局限性，人们不得不使用第三方的方法，或Windows原生的方法来克服此类共享存储的限制性。

HA的数字意义

如果我们将HA反映到数字上，其实就是99.99%或更高的在线保证率。在数据中心的构建过程中，我们可以将两个或多个虚拟机(VM)群集配置到Azure数据中心的单独机架中(常被称为“可用性集合”)，以保证在99.95%的时间里至少有一个VM可用。同时，Azure和AWS也能够让您在多个数据中心间(常被称为“可用区间”)实现VM的群集。通过此类SLA，您会在99.99%的时间内拥有至少一个可用的VM。

不过，这些SLA保障的是VM本身的可用性，而不是SQL Server及其数据的可用性。也就是说，当主VM出现故障，业务转移到群集中的备用VM上时，为了让服务能够以最小的中断状态继续进行，备用VM必须能够继续运行SQL Server，并能够访问到各种基础数据库的文件。可见，我们需要通过进一步的配置，才能确保SQL Server及其基础数据的可用性。

在云端配置可用性

那么，我们该如何确保SQL Server和云端数据的高可用性呢?如果您主要使用的是Windows Server的原生服务(而不是第三方提供的产品)，那么您有两种选择：您既可以在Windows Server 2016或更高的企业版上使用直接存储空间(Storage Spaces Direct)，也可以在SQL Server 2012或更高的企业版上创建AlwaysOn可用性组。

上述两种方法各有优缺点。Storage Spaces Direct(S2D)主要是在软件中创建虚拟的存储区域网络(SAN)，以方便Windows Server故障转移群集(Windows Server Failover Clustering，WSFC)中的任意VM进行访问。这种方式貌似针对传统故障转移群集的云端升级版本，但是由于我们必须将该群集配置为可用性集合，因此其中的所有VM都需要位于同一数据中心。

在极端情况下，整个数据中心可能会由于破坏性事件而关闭，那么所有的VM及其存储数据将随之掉线。这就是为什么使用S2D的配置方式，是永远不会获得超过99.95%可用性的原因。

此外，S2D对于单个数据中心的要求，还消减了那些横跨多个数据中心，并且部署在Azure、AWS、甚至是Google云平台区域内的SQL Server故障转移群集实例(FCI)的高可用性。

表1：Windows Server选项的优缺点 

与直接存储空间相反，AlwaysOn可用性组(AG)能够支持地理位置不同的数据中心之间的AG拷贝。在位于不同数据中心的副本完成了适当配置之后，与AG关联的SLA会上升到99.99%。毕竟，AG的配置并不像SQL Server FCI那样重度依赖共享式的存储。

AG提供的服务可以自动在各个副本之间同步SQL Server数据。也就是说，如果当前active的SQL Server实例失败了，那么被指定的副本服务器将接管，并开始主导已复制到该实例中的数据库。当然，这种方法也有着一定的缺点：AG虽然会复制用户定义的数据库，但是它不会复制关键的系统数据库，例如：Master和MSDB。这些关键系统数据库包含了各种agent jobs、登录名和密码等。可见，如果由于故障导致SQL Server的主实例掉线，那么这些数据库均无法受到保护。另外，值得一提的是：Microsoft尚未测试超过100个SQL Server数据库或10个AG的AlwaysOn可用性组。也就是说，如果需要同时保护大量的数据库，那么AG可能会面临着某种限制。

新一代共享云存储

在上述各种原因的基础上，基于云端的文件共享应运而生。您一定迫不及待地想知道：它是否可以超越Windows Server固有的限制，带来高性能的基于云端的HA和DR解决方案呢?

我个人认为：从长远来看，答案是肯定的。AWS最近表示，用户企业可以使用Amazon FSx(译者注：Amazon基于Windows Server的文件系统)来配置某个WSFC。由于WSFC中的所有节点都可以访问文件共享，因此主节点一旦掉线，那么即便它在另一个数据中心，群集也会自动转移到备用节点上，以继续使用在Amazon FSx文件共享中存储着的SQL Server数据。Azure同时也表示：用户企业可以使用Azure的高级文件共享在FCI中配置SQL Server。据此，我认为：一直以来故障转移群集的本地数据中心模式会逐渐切换到云端模式。

不过在短期看来，答案也可能是否定的。其原因在于：当今基于云端的共享文件产品主要存在着一个显著的缺陷，即：现有云端文件共享服务的基本SLA只能保证99.9%的读、写操作可用性，而且远低于我们在谈论高可用性时所要求的99.99%的SLA基准线。至于其他方面的问题，我们客观性地总结在了下表之中。

表2：基于云的共享文件产品中的问题和潜在结果 

我们可以预测：基于云端的文件共享方式将成为S2D和AG有效的替代方案。在不久的将来，所有云服务提供商都能够通过此类方案，针对SQL Server及其基础数据可用性，提供99.99%或更高的SLA。让我们拭目以待吧!

原文标题：Ensuring SQL Server High Availability in the Cloud，作者：David Bermingham

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